El grupo de Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) de la Universidad Nacional, Sede Manizales, organiza este proyecto, el cual está a cargo del profesor Carlos Vargas Hernández y es desarrollado como trabajo de grado por el estudiante de Ingeniería Física, Favio Nicolás Rosero Rodríguez, junto con la estudiante de Ingeniería Industrial, Valentina Pulgarín Orozco.
“La iniciativa nació debido a la importancia que ha adquirido el uso de la nanotecnología en las distintas ramas de la ciencia. Es muy prometedor para el futuro, ya que tiene ideas innovadoras en síntesis de materiales por métodos físicos y comprende temas en los que no se ha profundizado tanto”, explicó el encargado de este proyecto.
El estudiante escogió el óxido de zinc como material principal para esta investigación, no solo por las propiedades mecánicas, físicas, químicas y eléctricas que tiene, también por su fácil adquisición. Además, si se hace una correcta utilización del mismo, no ocasiona daños en la salud.
Según explica el alumno, la producción de estructuras de tamaño nanométrico a partir del ZnO resulta muy atractiva, debido a su bajo costo y la gran variedad de parámetros que se puede ajustar para controlar eficazmente la morfología y las propiedades del producto final. “Esta es la clave fundamental para las diferentes aplicaciones que se le quiere dar a las nanoestructuras sintetizadas con dicho semiconductor”, agregó.
Para realizar la síntesis de ZnO, se utilizó un proceso químico por métodos físicos, en este caso por medio de irradiación por microondas. Así, se logran obtener morfologías en forma de alambres de carácter nanométrico y se alcanza una mejor organización estructural y funcional en celdas solares.
Cómo llegar a los nanoalambres
En el proceso de síntesis se utiliza un sustrato (reactivo familia del grafeno) que permite la combustión entre este y el óxido de zinc; se mezclan los dos componentes en una relación 1 a 1; luego se lleva a un horno microondas convencional y se deja irradiar durante aproximadamente un minuto.
Como resultado se obtienen fibras en forma de algodón, las cuales pueden ser de dos tipos de nanoalambres: unos de color blanco y otros contienen más cantidad de sustrato y no son puros en contenido. “Resulta difícil controlar algunos parámetros de la síntesis, como la potencia y la temperatura. Sin embargo, el proceso de obtención de los reactivos es de bajo costo”, reiteró el investigador.
Actualmente, Favio Nicolás Rosero Rodríguez, junto con su compañera de trabajo, han logrado gran cantidad de resultados. El siguiente paso es caracterizarlos a través de los diferentes métodos con los que se cuenta en el medio, que permiten observar la organización y forma de los nanoalambres obtenidos por medio de la síntesis realizada.
Posteriormente, se busca implementar los resultados de la síntesis en celdas solares, de tal forma que se logre aumentar su eficiencia, con lo cual se pretende crear un producto eficaz y económico, que además genere menor impacto en el medio ambiente.
Es importante destacar que este trabajo se desarrolla en convenio con la Universidad de Concepción (Chile) y el docente Manuel Meléndez. Durante una pasantía en ese país, del estudiante Favio Nicolás Rosero Rodríguez, se creó una celda solar aplicando nanolambres de ZnO, de la cual se esperan resultados para compararlos con los que se quiere obtener, al mejorar el proceso de síntesis y creación de la celda solar en el laboratorio de Propiedades Ópticas de los Materiales.
El siguiente paso en el proceso es realizar las respectivas caracterizaciones de los productos sintetizados y crear la celda solar para medir su eficiencia. Según los resultados y respectivas pruebas, será necesario adelantar los estudios de producción en línea y posicionar el producto en el mercado.
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